A importância dos testes aerodinâmicos e o túnel de vento na F1

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Nos últimos três anos, os motores andam chamando mais a atenção e, aparentemente, sendo o maior diferencial entre as equipes da F1. Mas não se engane, a aerodinâmica continua como um dos principais fatores que contribuem para o desempenho de um carro (se ainda não for o maior) e vai voltar a ganhar bastante relevância a partir de 2017, com a grande mudança de regulamento pela qual a categoria vai passar.

E como times e projetistas fazem o desenvolvimento dos chassis? Existem basicamente três procedimentos: teste de pista, túnel de vento e CFD (fluido dinâmica computacional). O regulamento atual restringe bastante os três itens, por isso, os engenheiros trabalham ao máximo com o cruzamento de dados.

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As sessões de pista hoje em dia acontecem quase que apenas na pré-temporada e durante alguns minutos dos treinos livres da sexta-feira, já que estes também são utilizados para o acerto do carro para a prova daquele fim de semana. Nos últimos três anos, porém, a FIA, buscando uma redução nos custos com investimento em enormes infraestruturas e em aluguel de equipamentos, também vem diminuindo drasticamente a abertura para o uso dos túneis de vento e o CFD.

É normal vermos equipes utilizando equipamentos com sensores em testes para realizar testes aerodinâmicos de pista para cruzar dados com os que saíram dos túneis de vento e CFD
É normal vermos equipes utilizando equipamentos com sensores em testes para realizar testes aerodinâmicos de pista para cruzar dados com os que saíram dos túneis de vento e CFD

O CFD é considerado por muitos como o futuro da aerodinâmica, já que busca dados que o túnel de vento entrega sem precisar da produção de peças e modelos reais para testes e outros investimentos em sensores e material. Ele entrega dados em forma de números e também visual para análise do fluxo de ar.

Informações de CFD estão ajudando cada vez mais os engenheiros da F1 no trabalho de aerodinâmica
Informações de CFD estão ajudando cada vez mais os engenheiros da F1 no trabalho de aerodinâmica

Só que os resultados, pelo menos no automobilismo, ainda não têm se mostrado tão precisos no momento da conferência real, apesar de já conseguirem nortear com algum sucesso o rumo do desenvolvimento, o que economiza tempo (e algum dinheiro).

Por isso tudo que o túnel de vento ainda é um equipamento fundamental dentro de uma equipe de F1. A maioria delas, hoje, já possui instalações próprias. Outras fazem parcerias com fornecedores do serviço espalhados pela Europa. Mas todas, sem exceção, usam. A última que tentou driblar essa necessidade foi a Virgin, em sua estreia no Mundial, em 2010, com o desenvolvimento do VR-01 totalmente em CFD. Não deu muito certo.

Claro que a ferramenta é importante e está sendo cada vez mais aprimorada, mas o cenário atual ainda exige que novas partes aerodinâmicas passem pelo túnel de vento antes de serem fabricadas em escala total e irem para os testes de pista.

Como funciona o túnel de vento

O regulamento desportivo da F1 exige que cada time eleja antes de cada temporada onde serão feitos os testes para que estes sejam controlados e monitorados. As restrições atuais são diversas, não só em tempo, mas também em que partes do carro podem trabalhadas dentro do túnel, velocidade do vento (5 m/s), além de tamanho (escala de no máximo 60%) e quantidade de modelos por turno de trabalho (um a cada 24 horas).

Nele são realizados testes aerodinâmica de peças isoladas, como um difusor ou um duto de resfriamento dos freios, ou do carro inteiro. A busca é por uma maior pressão, que faz o carro “grudar” na pista, e ao mesmo tempo o melhor aproveitamento do fluxo de ar, para que todo o corpo do monoposto seja eficiente ao mesmo tempo que atenda necessidades observadas pelos projetistas, como refrigeração dos diversos sistemas.

 -> Veja como funciona o túnel de vento da Sauber na F1

Ele basicamente possui um grande ventilador que chega até a 3 megawatts de potência. Normalmente o prédio em que o equipamento está situado é todo construído em torno das fundações de onde fica o ventilador, por conta da grande força que ele faz, que causa muitas vibrações. Molas são colocadas embaixo dos blocos de concreto, funcionando para absorver as vibrações e o balanço instalação.

Ventilador do túnel de vento da McLaren, em Woking, na Inglaterra
Ventilador do túnel de vento da McLaren, em Woking, na Inglaterra

Este ventilador sopra com força o ar, mas, por conta do movimento normal de suas pás em círculos, ele também causa alguma turbulência em sentido circular, o que pode causar problemas na hora dos testes. Por isso, o ar também passa por outros ventiladores menores de contra rotação, com a atribuição de diminuir esse efeito.

O caminho ainda passa por um enorme radiador que esfria o ar. Isso é necessário porque com a velocidade em que o ar é movimentado, o atrito com as paredes do duto, além de toda a vibração do motor do ventilador causam um calor e aumento de temperatura no sistema que também pode interferir nos dados.

O ar ainda passa por uma série de dispositivos como grades para direcionamento do ar, obstáculos em formato de colmeia para diminuir a turbulência e telas para evitar que sujeiras ou insetos passem. Antes de chegar ao modelo, o grande duto que leva o ar ainda tem uma diminuição de seu diâmetro para aumentar a velocidade do fluxo.

Engenheiro instala sensores no modelo que será testado no túnel de vento
Engenheiro instala sensores no modelo que será testado no túnel de vento

Dentro da área de trabalho, onde fica a peça que está sendo testada, existe todo um cuidado no desenho da câmara para que a simulação seja a mais próxima possível do que o carro vai enfrentar na pista, além de um chão que lembra uma esteira rolante, como se estivesse existindo um movimento para frente. Uma tecnologia específica com ar em alta pressão passando por um material com micro poro é utilizada para evitar que que a esteira grude embaixo do carro ou que o calor de seu movimento interfira nos dados.

No funcionamento, diversos sensores são colocados por todo o modelo para medir a pressão realizada pelo ar nas peças testadas. Além disso, lasers ajudam os engenheiros a ter uma noção visual da velocidade e da turbulência do ar em pontos específicos. Aquela fumacinha que você com certeza já viu em algum programa ou documentário sobre o assunto é mais usada para publicidade do que na realidade, pois, como você já deve ter percebido, existem formas mais modernas e exatas de recolher dados, inclusive os visuais, além de interferir menos no ambiente (varas de suporte e equipamento que solta a fumaça à frente do carro acabam causando turbulência no ambiente, o que deixa os dados menos realistas).

Se você tem interesse no assunto e entende inglês, não deixe de conferir este completo vídeo da Sauber sobre o assunto:

O grande segredo para se conseguir ter sucesso nas informações que serão obtidas pelo seu túnel de vento é o acerto no projeto físico do equipamento, sua execução e, principalmente, a calibragem perfeita de todos esses itens que passamos de forma superficial neste texto.

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E por que estamos explicando tudo isso? É importante para quem gosta de acompanhar automobilismo entender que apenas ter o túnel de vento não significa uma revolução. Após a construção ou troca de qualquer parte do equipamento por motivos de manutenção, por exemplo, pode levar ainda meses até todos estes detalhes serem ajustados para que os dados realmente possam ajudar aos engenheiros. E, muitas vezes, problemas até mesmo no projeto do túnel pode retardar sua utilização em mais de uma temporada.

Túnel de vento da Ferrari, em Maranello
Túnel de vento da Ferrari, em Maranello

Não faz muito tempo, entre 2011 e 2012, a Ferrari perdeu muito tempo, sendo obrigada a alugar túneis de vento de outras empresas porque a sua instalação passou por uma reforma e, depois, quando começou a ser utilizada, identificou-se uma constante diferença entre os dados vindos do túnel de vento e os de pista. Imagine só ficar meses desenvolvendo uma nova asa dianteira e quando ela vai para a pista o resultado de eficiência não condiz com o planejado.

Claro que os testes de pista, como já dito, nunca serão superados em termos de realismo de condições de competição, atmosfera e até de desgaste natural do equipamento. No entanto, o trabalho do túnel de vento tem a grande vantagem de fazer comparativos de forma mais consistente e balanceada, o que resulta em dados importantes, já que variáveis como clima e desempenho do piloto não interferem. Tirando o custo menor de fazer um modelo em escala menor, que em termos de superfície pode chegar a um terço do que vai ao carro, antes de se chegar ao desenho ideal para produção final.

Por tudo isso, pode ter certeza, os túneis de vento seguirão ligados e a todo vapor por muito tempo e sendo um equipamento primordial no desenvolvimento de carros de corrida na F1 e qualquer outra categoria.


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Lucas Santochi

Mais um fanático da gangue que criou vínculo com automobilismo desde a infância. Acampou diversas vezes nas calçadas ao redor de Interlagos para assistir aos GPs e nunca esqueceu a primeira vez que, ainda do lado de fora do autódromo, ouviu o barulho de F1 acelerando pela reta. Jornalista formado em 2004, passou por redações na época da TV Band e Abril, teve experiência na área de assessoria de comunicação esportiva até chegar ao site especializado em esporte a motor Tazio, em 2010. Passou pelas funções de redator, repórter (cobrindo diversas corridas no Brasil e exterior de F1, Indy, WEC, Stock Car, entre outras) e subeditor até o final de 2013, quando o veículo encerrou suas atividades. Trabalhou ainda como redator do UOL Esporte em 2014 até que decidiu se juntar com os outros três membros do Projeto Motor para investir na iniciativa.